鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应及其应用 第3节 自感现象与涡流 分层作业

出现的,所以不采用整块硅钢,而采用薄硅钢片叠压在一起,目的就是为了
减小涡流,从而减小铁芯的发热量,进而提高变压器的效率。
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6.如图所示,电源的电动势E=15 V,内阻忽略不计,R1=5 Ω,R2=15 Ω,电感线
圈的电阻不计,分别求当开关S接通的瞬间、S接通达到稳定时、S切断的
测过程中金属探测器与被测物体相对运动或相对静止时,得出探测效果不
同,故D错误。
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5.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成,而不采用一整块硅钢,这是为了
减小 涡流,提高变压器的效率,
减小
铁芯的发热量。(均选
填“增大”或“减小”)
解析 涡流的主要效应之一就是发热,而变压器的铁芯发热,是我们不希望
者,A错,B产生涡流,因而不能检查出金属物品携带者,C错;安检门工作时,
既利用了电磁感应现象,又利用了电流的磁效应,D对。
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4.金属探测器已经广泛应用于安检场所,下列关于金属探测器的说法正确的
这个安检门的说法正确的是( BD )
A.这个安检门也能检查出毒品携带者
B.这个安检门只能检查出金属物品携带者
C.如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流,也能检查出金属物品携带者
D.这个安检门工作时,既利用了电磁感应现象,又利用了电流的磁效应
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解析 安检门是利用涡流的原理进行工作的,因而只能检查出金属物品携带
直流电阻不计。下列说法正确的是( D )
A.闭合开关S后,A1会逐渐变亮
B.闭合开关S稳定后,A1、A2亮度相同
C.断开S的瞬间,A1会逐渐熄灭
D.断开S的瞬间,a点的电势比b点低
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解析 由于二极管所加的是正向电压,故闭合开关S后,A1会立刻变亮,选项A
是( C )
A.金属探测器可用于食品生产,防止细小的砂石颗粒混入食品中
B.金属探测器探测地雷时,探测器的线圈中产生涡流
C.金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流
D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动的探测效果相同
解析 金属探测器只能探测金属,不能防止细小的砂石颗粒混入食品中,故A
错误;金属探测器探测金属时,被测金属中感应出涡流,故B错误,C正确;探
错误;闭合开关S稳定后,由于线圈L的直流电阻不计,故A1将熄灭、A2变得
更亮,选项B错误;断开S的瞬间,由于L的自感作用,产生自感电动势,因为二
极管D的存在,电路中没有感应电流,故A2、A1都将熄灭,此时b点电势高于a
点,选项C错误,D正确。
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11.图甲为研究自感实验电路图,并用电流传感器显示出在t=1×10-3 s时断
形成一个闭合回路,由于稳定时L3比L1亮(L3所在支路的总电阻比L1所在支
路的总电阻小),所以L1灯将闪亮一下再慢慢熄灭,因为二极管单向导通,所
以L2所在支路中无感应电流,L2灯立即熄灭,故C错误,D正确。
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10.如图所示,A1、A2为两只相同的灯泡,A1与一理想二极管D连接,线圈L的
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解析 真空冶炼炉的线圈中的电流做周期性变化,在金属中产生涡流,从而
产生大量的热量熔化金属,故A正确;金属探测器中变化电流遇到金属物体,
在被测金属中上产生涡流来进行探测,故B正确;家用电磁炉工作时,在锅体
中产生涡流,加热食物,故C错误;当变压器中的电流变化时,在其铁芯中产
刻有( BD )
A.第1 s末
B.第2 s末
C.第3 s末
D.第4 s末
解析 在自感现象中,当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当
原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反。在图像中0~1 s时间内原电
流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2 s时间内原电流负
方向增加,所以自感电动势与其方向相反,即还是正方向;同理分析2~3 s、
IL=1.5 A

6
RL= -R=1.5

Ω-2 Ω=2 Ω
此时小灯泡的电流

I1=
1
=
6
6
A=1 A。
(2)S断开后,L、R、R1组成临时回路
电流由1.5 A逐渐减小,所以灯泡会闪亮一下再熄灭。
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答案 0
3A
3A
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B级
关键能力提升练
7.下列四个图都与涡流有关,其中说法不正确的是( C )
A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B.自制金属探测器是利用被测金属中产生的涡流来进行探测的
C.电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流
开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图乙)。已知电源电动
势E=6 V,内阻不计,灯泡R1的阻值为6 Ω,电阻R的阻值为2 Ω。
(1)线圈的直流电阻RL=
2
Ω。
(2)开关断开时,该同学观察到的现象是
灯泡闪亮一下后逐渐变暗,最后熄灭
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。
解析 (1)由图像可知开关S闭合稳定时
生涡流,使用相互绝缘的硅钢片做成的铁芯可以尽可能减小涡流造成的损
失,故D正确。
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8. (多选)涡流检测是工业上无损检测的方法之一。如图所示,线圈中通以
一定频率的正弦交变电流,靠近待测工件时,工件内会产生涡流,同时线圈
中的电流受涡流影响也会发生变化。下列说法正确的是( ABC )
瞬间流过R1的电流。
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解析 开关S接通瞬间,流过线圈L的电流不会发生突变,所以流过R1的电流

仍为0。达到稳定时,线圈相当于导线,所以流过R1的电流为 I1=
1
=
15
5
A=3 A。开关S断开瞬间,流过线圈L的电流不会发生突变,所以流过R1的电
流仍为3 A。
下列说法正确的是( D )
A.闭合S瞬间,三个灯立即亮
B.闭合S瞬间,L1灯比L2灯先亮
C.稳定后断开S瞬间,L2灯闪亮后慢慢熄灭
D.稳定后断开S瞬间,L1灯闪亮后慢慢熄灭
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解析 闭合S瞬间,L1、L2两灯立即亮,由于线圈的自感作用,L3灯慢慢变亮,故
A、B错误;断开S瞬间,线圈产生自感电动势,线圈L、电阻R、L3灯与L1灯
A级
必备知识基础练
1. 如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一
玻璃杯水。给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的
电流与水温升高的是( C )
A.恒定直流、小铁锅
B.恒定直流、玻璃杯
C.变化的电流、小铁锅
D.变化的电流、玻璃杯
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A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化
B.涡流的频率等于通入线圈的交变电流的频率
C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力
D.待测工件可以是塑料或橡胶制品
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解析 涡流是感应电流,涡流的磁场总是阻碍穿过工件的磁通量的变化,而
且涡流的频率与线圈中交变电流的频率相等,A、B均正确;因待测工件中
3~4 s时间内自感电动势的方向,可得B、D两项正确。
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3.(多选)安检门是一个用于安全检查的“门”,“门框”内有线圈,线圈里通有
交变电流,交变电流在“门”内产生交变磁场,金属物品通过“门”时能产生涡
流,涡流产生的磁场又反过来影响线圈中的电流,从而引起报警。以下关于
解析 通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流;通入变化的
电流,所产生的磁场发生变化,在空间产生感生电场。铁锅是导体,感生电
场在导体内产生电流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁场
在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温。
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2.(多选)某线圈通有如图所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向的时
的涡流与通电线圈中的电流具有相同频率,因此二者间必有周期性的作用
力,C正确;涡流只能在金属制品中产生,故选项D错误。
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9.(2023河北邯郸大名县第一中学月考)如图所示,L是直流电阻不计的带铁
芯线圈,D为理想二极管,R为电阻,L1、L2和L3是三个完全相同的小灯泡。